TWI479692B - 發光裝置 - Google Patents

發光裝置 Download PDF

Info

Publication number
TWI479692B
TWI479692B TW099130203A TW99130203A TWI479692B TW I479692 B TWI479692 B TW I479692B TW 099130203 A TW099130203 A TW 099130203A TW 99130203 A TW99130203 A TW 99130203A TW I479692 B TWI479692 B TW I479692B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
electrode
transparent electrode
shaped
disposed
illuminating device
Prior art date
Application number
TW099130203A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201133941A (en
Inventor
Takanobu Kamakura
Original Assignee
Toshiba Kk
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Kk filed Critical Toshiba Kk
Publication of TW201133941A publication Critical patent/TW201133941A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI479692B publication Critical patent/TWI479692B/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/36—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
    • H01L33/38—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes with a particular shape
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48095—Kinked
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/484—Connecting portions
    • H01L2224/48463—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond
    • H01L2224/48465—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond the other connecting portion not on the bonding area being a wedge bond, i.e. ball-to-wedge, regular stitch
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732—Location after the connecting process
    • H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265—Layer and wire connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181—Encapsulation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/20—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a particular shape, e.g. curved or truncated substrate

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Led Devices (AREA)

Description

發光裝置 前後參照相關申請案
此申請案係基於及主張來自2010年3月25日提出的先前日本專利申請案第2010-070230號之優先權的利益，其整個內容係以引用的方式而被併入本文中。
在本文中所敘述之實施例大致上係有關發光裝置。
在發光線裝置之頂部表面為光取出側且墊片電極之即將被打線接合的面積為大的情況中，光取出效率減少，這是因為所發射出之光線被阻斷。
如果透明電極被設置在墊片電極與包含發光層的半導體堆疊體之間，則該墊片電極可藉由在該發光層之表面中散佈載體而被製作成小。據此，光取出效率能夠被改善。
然而，因為與諸如導電性氧化物的透明電極之材料的不令人滿意之接合能力，所以為了確保在接合線與具有平坦表面的墊片電極之間的接合強度，該墊片電極需要以與該接合線相同之材料來予以接合，諸如金合金。此種材料之使用產生阻斷所發射出之光線的問題。此外，該變平的接合線之尺寸具有80微米至100微米之如此大的直徑，使得對該墊片電極之面積縮減少方面有一定的限制。為此緣故，具有100 lm/w或更高之發光效率的發光裝置之晶片尺寸通常為200微米×200微米或更大。
 【發明內容】及【實施方式】
大致上，根據一個實施例，發光裝置包括半導體堆疊體及墊片電極。該半導體堆疊體具有一表面及包括一發光層。該表面具有突出部份。該墊片電極被設置在該等突出部份的頂部表面及環繞該等突出部份的底部表面的其中之一上。
現在將參考圖面來敘述本發明之實施例。
圖1A為根據本發明之第一實施例的發光裝置之概要平面圖，圖1B為沿著線A-A所取出之概要剖面視圖，及圖1C為區域B之局部放大的概要剖面視圖。
半導體堆疊體22係經由接合層12而被設置在基板10上。透明電極30及墊片電極32按此順序而被堆疊在該半導體堆疊體22上。此外，下部電極34係設置在該基板10之背側表面上。該墊片電極32具有譬如有直徑為RP之圓的形狀。
該半導體堆疊體22至少包括第一傳導率型式之包覆層14、發光層16、第二傳導率型式之包覆層18、及第二傳導率型式之電流擴散層20(如果需要的話)等等，而該等層被堆疊在基板10之上方。注意，如果基板10係由透明材料所製成，則該基板10中之光吸收能夠被減少，且因而光取出效率能夠被增加。
圖1C為包括透明電極30及墊片電極32之區域B的放大視圖。該透明電極30之第一表面30a包括突出部份30c之具有高度(階差)D的頂部表面30d、該等突出部份30c之側表面30e、及環繞著該等突出部份30c而設置之底部表面30f。墊片電極32被設置在該等突出部份30c之頂部表面30d及該底部表面30f上。此外，於圖1C中，該墊片電極32亦與該等突出部份30c之側表面30e相接觸。再者，該透明電極30之在與該第一表面30a相反的側面上之第二表面30b與該半導體堆疊體22形成歐姆接觸。
圖2A為包括根據該第一實施例之發光裝置的發光設備之概要剖面視圖，及圖2B為其局部放大的概要剖面視圖。
由金(Au)等所製成之接合線60係藉由熱壓縮方法而被接合至設置在第一引線62上之發光裝置5的墊片電極32，而同時超音波係經由毛細管等等而被施加至該接合線60。此外，該接合線60係以類似製程藉由熱壓縮方法而被接合至第二引線64之端部。
該墊片電極32之表面具有凹入且突出之組態。如圖2B所示，該接合線60之尖端部係藉由熱壓縮方法而被接合至該等突出部份之頂部表面32a、該等突出部份的側表面32b、環繞該等突出部份30c之底部表面32c、等等，且同時咬合入該墊片電極32之凹入及突出的部份中。由金(Au)等所製成之接合線60的尖端部係藉由放電而被局部地加熱至約攝氏1000度，並藉由表面張力等等而被形成為球形。
該接合線60之球形尖端部係藉由毛細管之尖端部而被按壓於該墊片電極32的頂部表面32a上。於此情況中，該接合線之球形尖端部藉由被按壓於寬廣的接合區上而被壓扁及弄平，該接合區包括該等突出部份之頂部表面32a、該等突出部份的側表面32b、環繞該等突出部份30c之底部表面32c、等等。此外，該接合線60之球形尖端部咬合入該等突出部份30c之階差中，藉以產生錨定效應。據此，相較於具有平坦表面之墊片電極，該打線接合強度可被輕易地增強。
根據由本案發明人所進行之實驗，以下被發現。在墊片電極32係由金(Au)所製成而具有範圍自20奈米至200奈米之厚度(T1)；該等突出部份30c之高度D被設定於180奈米；及島形墊片電極32之突出部份的平均間距被設定於自10奈米至3微米之範圍中的情況中，打線接合所需要之放電電流、負載、及超音波輸出可被減少，且該變平之導線的直徑於該案例中亦可減少。另一方面，在沒有微觀的凹入及突出部份形成於其上的平坦墊片電極之情況中，需要增加超音波輸出等等，且具有範圍自15微米至30微米之直徑的金導線被弄平，而具有範圍自80微米至100微米之直徑。為此緣故，需要造使墊片電極之尺寸做得比變平之導線的尺寸更大。相反地，根據該第一實施例，該變平導線之直徑可被做成至多60微米。此外，甚至當該墊片電極32之厚度被做成和20奈米一樣小時，接合強度可被確保。據此，該墊片電極32之尺寸可被減小，且光取出效率(亮度)可被增加。
如圖2A所示，燐光體微粒可被散佈及配置於樹脂層66中，該樹脂層被提供來覆蓋發光裝置5。於此情況中，在自紫外光至紫藍光之範圍中，來自發光裝置5的光線之波長的設定使其可能藉由該等燐光體微粒來發射波長被轉換之光。因此，白光可被獲得作為來自發光裝置5之光和該波長被轉換之光的混合光。
圖3A至3F為製程剖面視圖，顯示用以製造根據第一實施例之發光裝置的方法。
半導體堆疊體22之材料可為以InGaAlN為基礎、以InAlGaP為基礎、以AlGaAs為基礎等等，但並不限制於此。於說明書中，以InGaAlN為基礎之材料係指由組成公式Inx Gay Al1-x-y N(0≦x≦1、0≦y≦1、0≦z≦1、x+y≦1)所表示之材料，並可含有即將為施體或受體之元素。同樣地，以InAlGaP為基礎之材料係指由組成公式Inx (Aly Ga1-y )1-x P(0≦x≦1、0≦y≦1)所表示之材料，且含有即將為施體或受體之元素。此外，以AlGaAs為基礎之材料係指由組成公式Alx Ga1-x As(0≦x≦1)所表示之材料，且含有施體或受體。
於圖3A至3F中，半導體堆疊體22係由以InGaAlN為基礎之材料所製成。此外，雖然第二傳導率型式被假設為p型，但本發明並不限制於此，且該第二傳導率型式可以為n型。視需要，鈦(Ti)係以數奈米之厚度而被薄薄地設置在p型GaN接觸層上，而該p型GaN接觸層係設置在p型包覆層的上方。然後，由ITO(銦錫氧化物)、ZnO等所製成之透明電極30係藉由濺鍍方法等而被形成具有數百奈米之厚度。於此情況中，使用剝離(lift-off)方法能夠使該透明電極30僅被形成在該需要之區域中。
隨後，光阻材料之膜係譬如藉由旋轉塗覆方法而被形成為200奈米之厚度。然後，開口僅被形成於一區域中，在該區域中，該墊片電極32係藉由PEP方法等等而被形成，隨後被烘烤於氮氛圍中且在攝氏160度。
然後，嵌段共聚物(block copolymer)40係藉由旋轉塗覆方法(圖3A)而被塗覆成200奈米之厚度。該嵌段共聚物40係譬如藉由以相等數量混合聚苯乙烯(PS)-聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)及PMMA同元聚合物來予以製備，且使用PS同元聚合物及丙二醇甲醚醋酸酯(PGMEA)作為溶劑。該嵌段共聚物40可譬如藉由烘焙在氮氛圍中於攝氏110度及於攝氏250度退火而被相位分離。明確地說，PS及PMMA係以自組方式而被凝集，以形成具有自數十奈米至數百奈米的厚度之PS層41(圖3B)。如果PS及PMMA之組成比率被改變，則微粒直徑尺寸及微粒之佔據率(occupancy rate)可被改變。於此實施例中，該佔據率被假設為約50%。
之後，RIE(反應式離子蝕刻)製程係如圖3C所示地施行，使得PMMA係藉由選擇性蝕刻而被去除。圖3D為區域B之放大視圖。PS層41係留有以平均間距來予以分佈之島形圖案，而該平均間距的範圍為自10奈米至3微米。如果該平均間距為小於10奈米，則在該接合線之尖端部的球狀物不能夠充分地咬合入該突出部份。如果該平均間距為大於3微米，則該墊片電極32之表面變得更平坦，而導致該接合線之接合強度不足。注意，自該等島嶼的其中之一至附近島嶼的距離中之最短距離被界定為間距PI。此外，假設具有隨機形狀之島形圖案係以具有相等面積的圓來予以替換，上面之距離被界定為該等圓的其中二個圓的中心間之距離。因此，該等島形圖案之平均間距係藉由該等間距PI之平均值來予以界定。
然後，使用含有Cl(氯)作為主要成份之氣體來施行RIE製程，譬如，使用島形PS層41作為罩幕，使得如同圖3E所示之具有島形突出部份30c之第一表面30a係形成於透明電極30中。再者，由於對該裝置之可靠度的影響等等，可以施行使用不含有氯之氣體的RIE。氣體之型式可按照該等材料而被適當地選擇。隨後，該PS層41係自即將形成有該墊片電極之區域中去除。因此，如同圖3F之(區域B的)放大視圖所示，獲得到該透明電極30之第一表面30a，其係由該等突出部份30c之頂部表面30d、該等突出部份30c之側表面30e、及環繞著該等突出部份30c的底部表面30f所構成。
圖4A至4C為形成墊片電極製程剖面視圖，且圖4D及4E為局部放大之概要平面視圖。
如圖4A所示，含有金、鋁等之墊片電極材料係形成在該整個表面上。圖4B為局部放大的概要剖面視圖。轉印圖案於其上之墊片電極32a及32b係形成在該透明電極30之第一表面30a上。於此情況中，如果譬如具有2奈米之厚度的鈦(Ti)被設置在該透明電極30上，則該黏附力可被增強。此外，如果高熔點的金屬膜(諸如，銠及鉿)係在鈦與金之間設有數十奈米之厚度，則該膜可用作為能夠抑制該等金屬擴散入彼此之中及藉由該等金屬而形成合金的阻障膜。
然後，如同圖4C顯示，在即將被形成為該墊片電極的區域之外的墊片電極材料係藉由剝離方法來予以去除。
圖4D為圖4B之概要平面視圖。如果PS及PMMA之分子量比例為1：3，則該等突出部份30c形成一島形墊片電極32，且周圍區域形成一墊片電極32，其構成連續之底部表面30f。此外，如果PS及PMMA之分子量比例為3：1，則該PMMA係凝集成島形，且能夠獲得顛倒之圖案。明確地說，該等突出部份30c形成像圖4E所示之頂部表面的網目外墊片電極32，且構成該等開口部份之底部表面30f的墊片電極32被暴露出。該等底部表面30f之平均間距能夠譬如被分佈於自10奈米至30微米的範圍中。注意，自該等網目形突出部份的開口部份之底部表面30f的其中之一至該等附近開口部份的底部表面30f的距離之中的最短距離被界定為間距PB。此外，假設具有該網目形突出部份30c之開口部份的隨機形狀之底部表面30f係以具有相等面積之圓來予以替換，上面之距離被界定為該等圓之其中二個圓的中心間之距離。因此，該等開口部份的底部表面30f之平均間距係藉由個別間距PB之平均值來予以界定。
圖5A至5D為製程剖面視圖，顯示用以製造根據第二實施例的發光裝置之方法，且圖5E及5F為概要平面視圖。
直至嵌段共聚物之相位分離的製程及後續之RIE製程與圖3A至3C的製程相同。在那之後，形成墊片電極32之金(Au)膜被形成在整個表面上，而同時用作為罩幕之PS層41被留下(圖5A及5B)。然後，該光阻膜42被去除，且在即將被形成為墊片電極的區域之外的金(Au)膜及PS層41被去除。
此外，該透明電極30的突出部份30c上之PS層41被去除，且據此該PS層41上之金(Au)膜亦被去除。因此，獲得到圖5C及5D中所示之結構。明確地說，該透明電極30之突出部份30c的頂部表面30d具有島形，且該墊片電極32被設置在周圍區域中之連續、網目形的底部表面30f上，如圖5E所示。如果用作為罩幕之PS 41於此製程中係不夠厚的，則在嵌段共聚物40的塗覆之前，譬如含有SiO2 之溶劑可被塗覆成數百奈米之厚度。注意，如果該墊片電極32係自該透明電極30之該等突出部份30c突出，則至該墊片電極32之表面的打線接合可被更容易地組成。
隨著PS之增加的組成比率，該透明電極30的突出部份30c之表面形成像連續網目之形狀，且具有一結構，在該結構中，設置在該網目的開口部份中之墊片電極32被圍繞。於該第二實施例中，光係可自該透明電極30之該等突出部份30c向上地透射過墊片電極32的分開部份之間，除了變平之導線阻斷光的區域之外。因此，光取出效率(亮度)可被進一步增強。
圖6A至6G為製程剖面視圖，顯示用以製造根據第三實施例之發光裝置的方法，且圖6H及6I為概要平面視圖。
如圖6A所示，墊片電極材料係形成於透明電極30之整個表面上。然後，嵌段共聚物40及光阻膜42係按此順序而被堆疊。該嵌段共聚物40被相位分離，以形成PS層41(圖6B)。然後，該光阻膜42係藉由該PEP方法而被圖案化(圖6C)。然後，在即將被形成為墊片電極的區域之外的PS層41及墊片電極材料被去除(圖6D)。
藉由使用該PS層41作為罩幕，在氣體氛圍中對含有金(Au)等等之墊片電極32施行RIE製程，該氣體氛圍之主要成分為氬(Ar)，而後在氣體氛圍中對該透明電極30施行RIE製程，該氣體氛圍之主要成分譬如為氯(Cl)(圖6E)。由於對該裝置的可靠度之影響等等，可施行使用不含有氯之氣體的RIE。氣體之類型可按照該等材料而被適當地選擇。然後，該PS層41被去除(圖6D)。因此，如圖6G所示，發光裝置被完成，其中，該等墊片電極32係形成在該透明電極30之該等突出部份30c的頂部表面30d上。該透明電極30係暴露於環繞著該等突出部份30c之底部表面30f。圖6H所示之頂部表面具有一結構，其中，該透明電極30之該等突出部份為島形墊片電極32。如果用作為罩幕之PS 41於此製程中係不夠厚的，則在嵌段共聚物40的塗覆之前，譬如含有SiO2 之溶劑可被塗覆成數百奈米之厚度。
如圖6I所示，隨著PS之增加的組成比率，突出部份30c之頂部表面30d形成像連續網目之形狀，且該透明電極30可被形成在該等開口部份之底部表面中。於該第三實施例中，光係可自該透明電極30之底部表面30f向上地透射，除了該變平之導線阻斷光的區域以外。因此，光取出效率(亮度)可被進一步增強。
於該第三實施例中，該墊片電極32之側表面及該透明電極30的側表面可與該接合線60之球狀物相接觸，且藉此能夠建立更可靠之咬合。在未與該球狀物相接觸之區域中，譬如密封樹脂咬合入該等凹入及突出部份，且藉此，黏著變得更牢固。
其次，根據該第一至第三實施例的每一個發光裝置之亮度係藉由光學模擬而與具有設置在透明電極上的平坦之墊片電極層(具有1微米之厚度)的比較範例之亮度做比較。
表1顯示根據該第一實施例之發光裝置的亮度相對於根據該比較範例之發光裝置的亮度之改良比率(%)。注意，第一實施例之墊片電極32被設定為具有20奈米之厚度，且該墊片電極32之透光率被設定為30%。
當該晶片之尺寸變得較小及該透明電極30之尺寸(假設該透明電極30具有正方形形狀，且該尺寸係藉由該正方形形狀之每一個邊長來予以表示)變得較接近於該墊片電極之外徑時，表1清楚地顯示亮度之改善效果變得較大。此外，如果該墊片電極32之直徑被保持恆定，亮度改良比率係隨著該接合線60之變平球狀物的直徑之減少而增強。於表1中，在該透明電極30具有90微米之正方形尺寸、該墊片電極32之直徑為90微米、及該變平球狀物之直徑為60微米的情況中，最高亮度改良比率(60.9%)被標示出。注意，於該試驗製造中，亮度改良比率為大約80%。
表2顯示根據第二實施例之發光裝置的亮度相對於根據該比較範例之發光裝置的亮度之改良比率(%)。注意，該墊片電極32被設定為具有200奈米之厚度，且該墊片電極32之透光率被設定為50%。
於此情況中，在該透明電極30具有90微米之正方形尺寸、該墊片電極32之直徑為90微米、及該變平接合線之直徑為60微米的情況中，最高亮度改良比率(101.4%)被標示出。於此實驗性試驗中，亮度改良比率為大約100%。注意，雖然該墊片電極32被分開成島形，但該墊片電極32之直徑係藉由該分佈之外徑來予以表示。
表3顯示根據第三實施例之發光裝置的亮度相對於根據該比較範例之發光裝置的亮度之改良比率(%)。注意該墊片電極32被設定為具有200奈米之厚度，且該墊片電極32之透光率被設定為70%。
於此情況中，在該透明電極30具有90微米之正方形尺寸、該墊片電極32之直徑為90微米、及該變平球狀物之直徑為60微米的情況中，最高亮度改良比率(142%)被標示出。於此實驗性試驗中，亮度改良比率為大約150%。
明確地說，於第一至第三實施例中，該變平球狀物之直徑係藉由增加該接合線之黏附強度而減少。因此，該墊片電極32之尺寸能夠被減縮。此外，該墊片電極32之透光率係可設定在30%或較高。據此，縱使該透明電極30之尺寸被減少至等於該墊片電極32之外徑，高亮度仍可被確保。這樣一來，該晶片尺寸可被輕易地減少。
表4顯示該變平之球狀物的直徑被進一步減少之情況中的亮度之改良效果。該墊片電極32之透光率按照該第二或第三實施例而被設定為70%。
在該透明電極30具有70微米之正方形尺寸、該墊片電極32之直徑為70微米、及該變平球狀物之直徑為40微米的情況中，最高亮度改良比率(172.1%)被標示出。據此，縱使該晶片之尺寸譬如被減少至140微米×140微米，亮度為比具有250微米×250微米之晶片尺寸的發光裝置之亮度更高約25%。
表5顯示根據第一至第三實施例的發光裝置之可靠性測試的結果。
於溫度週期測試中，該溫度係反覆地自攝氏-40度升高至攝氏110度及自攝氏110度降低至攝氏-40度。由於測試之結果，該墊片電極32具有20奈米厚度的比較範例之所有20個裝置在400個週期之後歷經斷路故障。相反地，甚至在2000個週期之後，根據第一至第三實施例之發光裝置無任一個歷經斷路故障。
圖7A為第四實施例之概要平面視圖，且圖7B為沿著該剖線E-E所取出之概要剖面視圖。
在以由InGaAIN所製成的氮化物為基礎之裝置中，半導體堆疊體89係形成在透明或不透明基板80上。該半導體堆疊體89包括一接觸層82、一包覆層83、一發光層84、一包覆層85、一接觸層86等等。藍寶石或ZnO可被使用於透明基板，且矽基板等可被使用於不透明基板。因為該等基板兩者之晶格常數係如此地不同，所以各種技術被應用，以改善發光效率。譬如，形成一緩衝層及該基板80之平面方位的製程可被適當地選擇。此外，該基板80本身可被處理，以具有周期性結構，且具有在數十微米之間距的突出及凹入部份。於此情況中，墊片電極90及下部電極92被設置在該基板80之相同側面上。至少該發光層84的上方之墊片電極90為第一至第三實施例的墊片電極的其中之一。不用說，該相反傳導率型式之下部電極92可具有此實施例之墊片電極結構。注意，透明電極可被額外地提供於該下部電極92及該接觸層82之間。
於此情況中，晶片可藉由使用錫球、金(Au)球等之凸塊的覆晶技術結構而被接合至封裝組件。如果光反射層係設置在該封裝之接合表面側上，通過該墊片電極90及該下部電極92之光能夠被向上反射或反射朝向該等側面。據此，光取出效率能夠被更加增強。
圖8係第五實施例之概要剖面視圖。
明確地說，圖8之發光裝置具有一結構，其中，沒有透明電極被提供。於此結構中，歐姆接觸可被形成於歐姆電極87及墊片電極90之間。於此情況中，突出部份可被設置在該半導體堆疊體89之表面上。如果傳導基板被用作為基板80，下部電極92能被設置在該基板80之後表面側上。
於沒有透明電極被設置且該墊片電極90具有島形的情況中，沒有載體被從位於一區域中之島嶼而被注射入該半導體堆疊體89中，該區域並未被連接至該變平的接合線。據此，光學輸出被減少。在另一方面，於該墊片電極90具有像網目之形狀的情況中，該載體注射之減少能夠被抑制。
於第五實施例中，該變平球狀物之直徑能藉由增強打線接合之接合強度而被減少。因此，該墊片電極90之光阻斷數量能藉由減少該墊片電極90之尺寸而被減少。此外，該墊片電極32之透光率能被設定至30%或較高，並可確保較高之亮度。因此，該晶片尺寸可被輕易地減少。
圖9A為第六實施例之概要平面視圖，及圖9B為沿著剖線F-F所取出之概要剖面視圖。
半導體堆疊體22能藉由經由接合層97之晶圓接合法而被接合至基板98，該基板98不是結晶生長基板。於此情況中，反射層95可被輕易地設置在該半導體堆疊體22與該接合層97之間。據此，光取出效率可被進一步增強。
圖10A至10D為合金層之概要剖面視圖。
薄的合金層99係在大約攝氏300度至攝氏500度的溫度於墊片電極32及由ITO等所製成的透明電極30之間、或墊片電極90及歐姆電極87之間藉由熱處理來予以形成。縱使該墊片電極32之厚度為小到如20奈米，合金層99被形成且吸收光。於圖10A所示之第二實施例中及於圖10B所示之第三實施例中，該合金層99僅被形成在與該墊片電極32相接觸之區域中，且不會形成在該頂部表面30c上及在該底部表面30f上，而光通過該底部表面。據此，光吸收能夠被減少。此外，於沒有透明電極被提供之情況中，圖10C及10D顯示合金層99。
於根據第一至該第六實施例的發光裝置中，該墊片電極之透光率及打線接合強度被增強，且這能夠生產該等發光裝置，其可被輕易地減少尺寸，同時確保高亮度。其結果是，該等發光裝置晶片之大量生產力可被改善，且該成本可據此而被降低。此等發光裝置可被廣泛地使用作為照明設備、顯示器設備、交通號誌、等等。
雖然某些實施例已被敘述，這些實施例已僅只當作範例而被呈現，且並不打算限制該等發明之範圍。實際上，在本文中所敘述之新穎的實施例可以用各種其他形式來予以具體化；再者，在本文中所敘述之實施例的形式中之各種省略、替代及變型可被做成，而不會違離該等發明之精神。所附申請專利範圍及其同等項係意欲涵蓋此等形式或修改，如將落在該等發明之範圍及精神內。
5．．．發光裝置
10．．．基板
12．．．接合層
14．．．包覆層
16．．．發光層
18．．．包覆層
20．．．電流擴散層
22．．．堆疊體
30．．．透明電極
30a．．．第一表面
30b．．．第二表面
30c．．．突出部份
30d．．．頂部表面
30e．．．側表面
30f．．．底部表面
32．．．墊片電極
32a．．．頂部表面
32b．．．側表面
32c．．．底部表面
34．．．下部電極
40．．．嵌段共聚物
41．．．聚苯乙烯層
42．．．光阻膜
60．．．接合線
62．．．第一引線
64．．．第二引線
66．．．樹脂層
80．．．基板
82．．．接觸層
83．．．包覆層
84．．．發光層
85．．．包覆層
86．．．接觸層
87．．．歐姆電極
89．．．堆疊體
90．．．墊片電極
92．．．下部電極
95．．．反射層
97．．．接合層
98．．．基板
99．．．合金層
圖1A係根據第一實施例的發光裝置之概要平面視圖，圖1B沿著剖線A-A取出之概要剖面視圖，及圖1C係局部放大的概要剖面視圖；
圖2A係包括根據第一實施例之發光裝置的發光設備之概要剖面視圖，及圖2B係其局部放大的概要剖面視圖；
圖3A至3F係製程剖面視圖，顯示用以製造根據第一實施例之發光裝置的方法；
圖4A至4C係製程剖面視圖，以形成墊片電極，及圖4D與4E係局部放大之概要平面視圖；
圖5A至5D係製程剖面視圖，顯示用以製造根據第二實施例之發光裝置的方法，及圖5E與5F係概要平面視圖；
圖6A至6G係製程剖面視圖，顯示用以製造根據第三具體實施例之發光裝置的方法，及圖6H與6I係概要平面視圖；
圖7A係根據第四實施例的發光裝置之概要平面視圖，及圖7B係沿著剖線E-E取出之概要剖面視圖；
圖8係根據第五實施例的發光裝置之概要剖面視圖；
圖9A係根據第六實施例的發光裝置之概要平面視圖，及圖9B係沿著剖F-F取出之概要剖面視圖；和
圖10A至10D係接近合金層之概要剖面視圖。
5．．．發光裝置
10．．．基板
12．．．接合層
14．．．包覆層
16．．．發光層
18．．．包覆層
20．．．電流擴散層
22．．．堆疊體
30．．．透明電極
30a．．．第一表面
30b．．．第二表面
30c．．．突出部份
30d．．．頂部表面
30e．．．側表面
30f．．．底部表面
32．．．墊片電極
34．．．下部電極
T1．．．厚度
D．．．高度
RP．．．直徑
B．．．區域

Claims (16)

  1. 一種發光裝置，包括：半導體堆疊體，其具有一表面，且包含一發光層，該表面具有突出部份；及墊片電極，係設置在該等突出部份之頂部表面與環繞著該等突出部份之底部表面的其中之一上。
  2. 如申請專利範圍第1項之發光裝置，另包括：合金層，係設置在該墊片電極與該半導體堆疊體之間。
  3. 如申請專利範圍第1項之發光裝置，其中該等突出部份為島形或網目形，及該等島形突出部份之平均間距或環繞著該等網目形突出部份的底部表面之平均間距為在自10奈米至3微米的範圍之內。
  4. 如申請專利範圍第1項之發光裝置，其中該墊片電極係設置在該等突出部份之頂部表面上，及該半導體堆疊體係在該底部表面處暴露出。
  5. 如申請專利範圍第1項之發光裝置，其中該墊片電極係設置在該底部表面上，該墊片電極之厚度係大於該等突出部份之高度，及該等突出部份之頂部表面包含該半導體堆疊體。
  6. 如申請專利範圍第1項之發光裝置，其中，該墊片電極係設置在該等突出部份之頂部表面上及該等突出部份的底部表面上。
  7. 一種發光裝置，包括：半導體堆疊體，其包含一發光層；透明電極，其具有第一表面及第二表面，該第一表面具有突出及凹入部份，該第二表面係與該半導體堆疊體相接觸；及墊片電極，係設置來接觸該透明電極的該第一表面之該突出及凹入部份，以使該墊片電極具有突出及凹入部份，該等凹入部份能夠埋入接合線的一部份。
  8. 如申請專利範圍第7項之發光裝置，另包括：合金層，係設置在該透明電極上且位在該墊片電極下。
  9. 如申請專利範圍第7項之發光裝置，其中該透明電極係由銦錫氧化物(ITO)或氧化鋅(ZnO)所製成。
  10. 如申請專利範圍第7項之發光裝置，其中該透明電極的該第一表面之該等突出部份為島形或網目形，及該等島形突出部份之平均間距或環繞著該等網目形突出部份的底部表面之平均間距為在自10奈米至3微米的範圍之內。
  11. 如申請專利範圍第7項之發光裝置，其中該墊片電極之厚度係大於該透明電極的該第一表面之該等突出部份之高度。
  12. 一種發光裝置，包括： 半導體堆疊體，其具有第一傳導率型式層、第二傳導率型式層、及設置在該第一傳導率型式層與該第二傳導率型式層間之發光層；第一透明電極，其具有第一表面及第二表面，該第一表面具有突出部份，該第二表面係與該半導體堆疊體相接觸，且能夠提供歐姆接觸；墊片電極，係設置在該第一表面的突出部份之頂部表面與環繞著該第一表面的突出部份之底部表面的其中之一上；及下部墊片電極，係設置在暴露於該半導體堆疊體中所設置之階差的底部表面之第一傳導率型式層上。
  13. 如申請專利範圍第12項之發光裝置，另包括：合金層，係設置在該墊片電極與該第一透明電極之間。
  14. 如申請專利範圍第12項之發光裝置，其中該等突出部份為島形或網目形，及該等島形突出部份之平均間距或環繞著該等網目形突出部份的底部表面之平均間距為在自10奈米至3微米的範圍之內。
  15. 如申請專利範圍第12項之發光裝置，其中，該半導體堆疊體係由Inx Gay Al1-x-y N(0≦x≦1、0≦y≦1、x+y≦1)所製成。
  16. 如申請專利範圍第12項之發光裝置，另包括：第二透明電極，係設置在該下部電極與該階差的底部 表面之間；該第二透明電極具有第一表面及第二表面，該第一表面具有島形或網目形突出部份，該第二表面係與該第一傳導率型式層相接觸，且能夠提供歐姆接觸，該下部墊片電極被設置在該第二透明電極之第一表面的突出部份之頂部表面及環繞著該第二透明電極之第一表面的突出部份之底部表面的其中之一上。
TW099130203A 2010-03-25 2010-09-07 發光裝置 TWI479692B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010070230A JP5036840B2 (ja) 2010-03-25 2010-03-25 発光素子

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201133941A TW201133941A (en) 2011-10-01
TWI479692B true TWI479692B (zh) 2015-04-01

Family

ID=44655349

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW099130203A TWI479692B (zh) 2010-03-25 2010-09-07 發光裝置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20110233599A1 (zh)
JP (1) JP5036840B2 (zh)
TW (1) TWI479692B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113594326B (zh) * 2021-07-29 2022-12-20 厦门三安光电有限公司 一种发光二极管、发光模块及显示装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW437094B (en) * 1999-06-11 2001-05-28 Chi Mei Electronic Corp Process for thin film transistor with composite metal structure
TW451447B (en) * 1999-12-31 2001-08-21 Samsung Electronics Co Ltd Contact structures of wirings and methods for manufacturing the same, and thin film transistor array panels including the same and methods for manufacturing the same
US20050179130A1 (en) * 2003-08-19 2005-08-18 Hisanori Tanaka Semiconductor device
US20050253161A1 (en) * 2004-05-11 2005-11-17 Stanley Electric Co., Ltd. Semiconductor light emitting device on insulating substrate and its manufacture method
US20090078951A1 (en) * 2005-07-04 2009-03-26 Showa Denko K.K. Gallium nitride-based compound semiconductor light-emitting device

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2785253B2 (ja) * 1993-03-19 1998-08-13 日亜化学工業株式会社 窒化ガリウム系化合物半導体のｐ型化方法
US5760423A (en) * 1996-11-08 1998-06-02 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor light emitting device, electrode of the same device and method of manufacturing the same device
JPH1168504A (ja) * 1997-08-11 1999-03-09 Murata Mfg Co Ltd 表面波装置
EP1928034A3 (en) * 1997-12-15 2008-06-18 Philips Lumileds Lighting Company LLC Light emitting device
JP3469484B2 (ja) * 1998-12-24 2003-11-25 株式会社東芝 半導体発光素子およびその製造方法
US6959856B2 (en) * 2003-01-10 2005-11-01 Samsung Electronics Co., Ltd. Solder bump structure and method for forming a solder bump
KR100601945B1 (ko) * 2004-03-10 2006-07-14 삼성전자주식회사 탑에미트형 질화물계 발광소자 및 그 제조방법
JP4301136B2 (ja) * 2004-10-18 2009-07-22 サンケン電気株式会社 半導体発光素子およびその製造方法
JP2006128227A (ja) * 2004-10-26 2006-05-18 Mitsubishi Cable Ind Ltd 窒化物半導体発光素子
JP2006324324A (ja) * 2005-05-17 2006-11-30 Sumitomo Electric Ind Ltd 発光装置、発光装置の製造方法および窒化物半導体基板
JP2007281037A (ja) * 2006-04-03 2007-10-25 Dowa Holdings Co Ltd 半導体発光素子及びその製造方法
JP2008072039A (ja) * 2006-09-15 2008-03-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 発光素子
JP5198793B2 (ja) * 2007-05-10 2013-05-15 ソニー株式会社 半導体素子およびその製造方法
JP2008294188A (ja) * 2007-05-24 2008-12-04 Toyoda Gosei Co Ltd 半導体発光素子及びその製造方法
JP5048392B2 (ja) * 2007-05-25 2012-10-17 豊田合成株式会社 Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体発光素子
JP4840345B2 (ja) * 2007-12-03 2011-12-21 住友電気工業株式会社 エピタキシャルウエハ、エピタキシャルウエハを作製する方法
JP2009260237A (ja) * 2008-01-24 2009-11-05 Showa Denko Kk 化合物半導体発光素子及びその製造方法、化合物半導体発光素子用導電型透光性電極、ランプ、電子機器並びに機械装置
JP5651288B2 (ja) * 2008-03-25 2015-01-07 株式会社東芝 半導体発光素子及びその製造方法
JP5434288B2 (ja) * 2009-06-12 2014-03-05 豊田合成株式会社 半導体発光素子、半導体発光素子の製造方法、半導体発光素子を備えたランプ、照明装置および電子機器
JP5159731B2 (ja) * 2009-09-03 2013-03-13 株式会社東芝 蛍光体およびこれを用いた画像表示装置
JP2011119333A (ja) * 2009-12-01 2011-06-16 Sharp Corp 窒化物半導体発光素子

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW437094B (en) * 1999-06-11 2001-05-28 Chi Mei Electronic Corp Process for thin film transistor with composite metal structure
TW451447B (en) * 1999-12-31 2001-08-21 Samsung Electronics Co Ltd Contact structures of wirings and methods for manufacturing the same, and thin film transistor array panels including the same and methods for manufacturing the same
US20050179130A1 (en) * 2003-08-19 2005-08-18 Hisanori Tanaka Semiconductor device
US20050253161A1 (en) * 2004-05-11 2005-11-17 Stanley Electric Co., Ltd. Semiconductor light emitting device on insulating substrate and its manufacture method
US20090078951A1 (en) * 2005-07-04 2009-03-26 Showa Denko K.K. Gallium nitride-based compound semiconductor light-emitting device

Also Published As

Publication number Publication date
JP5036840B2 (ja) 2012-09-26
JP2011204875A (ja) 2011-10-13
TW201133941A (en) 2011-10-01
US20110233599A1 (en) 2011-09-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI244221B (en) Micro-reflector containing flip-chip light emitting device
TWI813171B (zh) 發光元件
JP5037013B2 (ja) 窒化物半導体発光素子
JP5251038B2 (ja) 発光装置
US8614109B2 (en) Semiconductor light-emitting apparatus and method of fabricating the same
US8647900B2 (en) Micro-structure phosphor coating
TWI452729B (zh) 發光裝置
WO2010041370A1 (ja) 窒化物半導体発光ダイオード
KR101228130B1 (ko) 반도체 발광 소자 및 그 제조 방법, 발광장치
WO2011030789A1 (ja) 発光装置
JP2012038950A (ja) 半導体発光素子及びその製造方法
TWI648870B (zh) 發光二極體晶片
JP2006128659A (ja) 窒化物系半導体発光素子及びその製造方法
US10707395B2 (en) Eutectic electrode structure of flip-chip LED chip and flip-chip LED chip
CN107068827A (zh) 高效发光二极管
TWI548114B (zh) 覆晶式半導體發光元件及其製造方法
WO2018036513A1 (zh) 氮化物半导体元件及其制造方法与所应用的封装结构
TWI479692B (zh) 發光裝置
JP2014160748A (ja) フリップチップ型半導体素子、半導体装置及びその製造方法
JP5123221B2 (ja) 発光装置
JP7189441B2 (ja) 実装方法
JP2014120716A (ja) 半導体発光装置及びその製造方法
JP6519599B2 (ja) 発光装置の製造方法
TW202331804A (zh) 發光二極體晶片的製作方法及發光二極體晶片
JP2013084981A (ja) 発光装置

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees